JP4678752B2 - 圧力計の製造方法及びガス処理装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は圧力計の製造方法及びガス処理装置の製造方法に係り、特に、成膜装置内の圧力を測定する場合に好適な圧力計の製造技術並びに構成に関する。

一般に、半導体製造プロセスなどに用いられる成膜装置では、成膜チャンバ内に基板を配置し、この基板上に薄膜を形成するように構成されている。通常、成膜チャンバは真空ポンプなどの排気装置に接続され、この排気装置によって内部を所定の減圧状態に維持しながら成膜が行われるため、成膜チャンバには圧力を測定するための圧力計（真空計）が接続される。このような圧力計としては、例えば、測定すべき圧力に応じた撓み特性を備えたダイヤフラムを有し、このダイヤフラムの撓み量を検出することによって圧力を計測することができるように構成されたダイヤフラム型圧力計が知られている（例えば以下の特許文献１及び２参照）。

このようなダイヤフラム型圧力計としては、ダイヤフラムの撓み量を検出する方式別に、圧電方式、薄膜ピエゾ抵抗方式、半導体ピエゾ方式などの種々のものがある。このような各種のダイヤフラム型圧力計のうち、上記の成膜装置に最も頻繁に用いられる圧力計として、例えば、ダイヤフラム上に形成された電極とこれに対向する対向電極との間の静電容量を検出することによってダイヤフラムの撓み量を検出するキャパシタンスマノメータが知られている。このキャパシタンスマノメータは、成膜ガスの種類にほとんど影響されることなく、圧力の絶対値を精度良く計測できるという利点がある。
特開平５−２０３５２２号公報 特開２００１−５０８４１号公報

しかしながら、前述のダイヤフラム型圧力計を成膜装置に用いる場合には、成膜チャンバ内の反応ガスの一部がダイヤフラムに到達し、このダイヤフラムの表面上に薄膜が形成されるため、この薄膜によってダイヤフラムの撓み特性が変化して、圧力測定値に誤差が生ずるという問題点がある。

具体的には、所定の圧力において撓んだ状態でダイヤフラム上に薄膜が形成されると、薄膜から受ける圧縮応力（残留応力）により、ダイヤフラムには圧力が印加されていない状態でも所定の撓み量が発生するため、圧力計の出力に原点オフセットが発生する。また、ダイヤフラム上に薄膜が形成されると、ダイヤフラムの弾性率も実質的に変化するので、圧力変化に対するダイヤフラムの撓み特性が変わり、これによってダイヤフラムの圧力感度も変化する。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、ダイヤフラム上に薄膜などの異物が付着しても圧力測定値の誤差を低減することのできる圧力計及びその製造方法を提供することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の圧力計の製造方法は、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの撓みを検出する手段とを有する圧力計の製造方法であって、前記ダイヤフラムへの成膜状態による前記ダイヤフラムに対する影響を反映する前提条件を設定する条件設定ステップと、前記前提条件をモデル化された前記ダイヤフラムの構成に適用することにより、初期状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値に対する成膜状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値の誤差若しくはこれに関連する量と、前記ダイヤフラムの形状寸法との関係を導く関係導出ステップと、前記関係に基づいて前記ダイヤフラムの形状寸法を選定する形状寸法選定ステップと、を具備することを特徴とする。

一般に、ダイヤフラムに異物が付着するとダイヤフラムの撓み特性が変化するので、その出力値には、ダイヤフラムに異物が付着していない初期状態の出力値に対する誤差が生ずる。従来においては、圧力計内部へのガスの侵入を防止する観点から上記の誤差を低減するといった対策が一般的であったが、本願発明者らは、ダイヤフラムへの異物の付着を前提として、そのダイヤフラムの成膜状態による影響を最小限にとどめるために、当該影響とダイヤフラムの形状寸法との関係を導出し、この関係に基づいてダイヤフラムの形状寸法を決定するという新たなアプローチを採用した。

例えば、ダイヤフラムの材質や平面形状（外径など）が前提条件として決まっている場合、通常は、ダイヤフラムが厚くなるほどダイヤフラムに異物が付着したときの影響は小さくなるが、圧力計には所定の圧力計測範囲において充分な感度が要求されることから、ダイヤフラムの厚さには制約がある。したがって、ダイヤフラムの厚さをある程度に制限しつつ、ダイヤフラムに異物が付着したときの影響（誤差）を最小限にとどめる工夫が必要となる。そこで、本発明においては、成膜状態による誤差若しくはこれに関連する量とダイヤフラムの形状寸法との関係を導出し、この関係に基づいてダイヤフラムの形状寸法を選定することにより、ダイヤフラムに膜が付着しても誤差の少ない圧力計が製造可能となった。ここで、選定される形状寸法とはダイヤフラムの平面形状や厚さである。ここで、上記方法を容易に実行するためには、ダイヤフラムの平面形状と厚さのうちの一方を前提条件として定め、他方を選定することが好ましい。

本発明において、前記前提条件には、前記ダイヤフラムの機械的性質を反映する値と、ダイヤフラムへの成膜状態を反映する値とが含まれることが好ましい。前提条件として設定されたこれらの値によりダイヤフラムの機械的性質とダイヤフラムへの成膜状態とを把握できるため、成膜状態に起因するダイヤフラムの撓みに関する影響を導出することが可能になる。ここで、ダイヤフラムの機械的性質を反映する値としては、例えば、ダイヤフラムを構成する素材の弾性定数（ヤング率など）、径や厚さなどの形状寸法などを反映する値が挙げられる。また、ダイヤフラムへの成膜状態を反映する値としては、例えば、ダイヤフラムへの成膜量（薄膜の厚さ）、成膜範囲（薄膜の平面形状）、成膜素材（薄膜材料）の機械的特性を示す値、成膜状態に応じてダイヤフラムに与えられる応力値、成膜状態におけるダイヤフラムの撓み量などを反映する値が挙げられる。

本発明において、前記前提条件には前記圧力計の圧力計測範囲が含まれ、前記誤差若しくはこれに関連する量は、前記誤差を前記圧力計測範囲に亘って積算してなる積算誤差量であることが好ましい。

また、本発明の別の圧力計の製造方法は、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの撓みを検出する手段とを有する圧力計の製造方法であって、初期状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値に対する成膜状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値の誤差を所定の圧力計測範囲に亘って積算することにより積算誤差量を導出し、前記ダイヤフラムの厚さを、前記積算誤差量が所定の許容値以下となる厚さに設定することを特徴とする。

本発明者らは、ダイヤフラムに異物が付着したときの影響を示す指標として、上記の積算誤差量を用いる。この積算誤差量は、ダイヤフラムに異物が付着していない初期状態における出力値に対する所定の薄膜がダイヤフラムに被着された成膜状態における出力値の誤差を所定の圧力計測範囲に亘って積算したものであり、圧力計の上記所定の圧力計測範囲全体の誤差の大小を表す指標としての意味を有する。そして、本発明の方法によってダイヤフラムの厚さを上記の積算誤差量が所定の許容値以下となる厚さに設定することにより、ダイヤフラムに異物が形成された場合でもその出力値の上記圧力計測範囲の全体に亘る誤差を低減することができるため、測定精度の高い圧力計を製造することができる。

さらに、本発明の異なる圧力計の製造方法は、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの撓みを検出する手段とを有する圧力計の製造方法であって、初期状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値に対する成膜状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値の誤差を所定の圧力計測範囲に亘って積算することにより導出した積算誤差量を前記ダイヤフラムの厚さを変数とする関数として表現し、前記ダイヤフラムの厚さを、前記関数が二次関数となる領域内の厚さであって、しかも前記関数が一次関数となる領域における前記積算誤差量の最低値以下の前記積算誤差量を有する範囲内の厚さに設定することを特徴とする。

上記の積算誤差量をダイヤフラムの厚さの関数として表現したとき、当該関数は、後述するように、ダイヤフラムの厚さが比較的小さい領域では二次係数が正の二次関数となり、ダイヤフラムの厚さが比較的大きい領域では一次係数が正の一次関数となる。このとき、ダイヤフラムの厚さを、上記関数が二次関数となる領域内の厚さであって、しかも、上記関数が一次関数となる領域における積算誤差量の最低値以下の積層誤差量を有する範囲内の厚さに設定することにより、積算誤差量を上記関数の最小値に近い値に抑制することができる。

本発明において、前記ダイヤフラムの厚さを、前記積算誤差量が最小値をとる厚さ以上とすることが好ましい。一般に、ダイヤフラムに異物が付着すると圧力計の出力値には原点オフセットが生ずる。例えば、圧力が０のときの出力値がダイヤフラムに異物が付着することによってシフトする。これは、多くの場合、ダイヤフラムが付着した異物から応力を受けることに起因する。ところが、ダイヤフラムが厚いほど上記応力の影響は小さくなり、原点オフセットも小さくなるので、上記の積算誤差量が所定の許容値以下となる範囲内、或いは、上記の関数が二次関数となる領域内であって上記最低値以下の積算誤差量を有する範囲内であっても、上記の原点オフセットが小さい方が、特に上記所定の圧力計測範囲のうち圧力が比較的小さい領域の出力値の誤差を低減する上でより好ましい。そこで、ダイヤフラムの厚さを上記範囲内に設定して積算誤差量を抑制しつつ、さらにダイヤフラムの厚さを積算誤差量が最小値をとる厚さ以上に制限することで、原点オフセットを低減するようにした。

また、本発明に係るガス処理装置の製造方法は、ガス供給部と、該ガス供給部から供給されるガスにより処理を行うガス処理室と、前記ガス供給部若しくは前記ガス処理室の排気経路と、前記ガス処理室若しくは前記排気経路の内圧を測定する圧力計とを具備するガス処理装置の製造方法であって、上記のいずれかに記載の圧力計の製造方法を用いて前記圧力計を製造し、前記圧力計を前記ガス処理室若しくは前記排気経路に接続することを特徴とする。この発明によれば、ガス処理室や排気経路に接続される圧力計のダイヤフラムへの成膜による影響を低減することができ、その圧力検出誤差を抑制することができる。

次に、本発明の圧力計は、ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの最大撓みを検出する手段とを有する圧力計であって、初期状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値に対する成膜状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値の誤差を所定の圧力計測範囲に亘って積算することにより導出した積算誤差量を前記ダイヤフラムの厚さを変数とする関数として表現したとき、前記ダイヤフラムの厚さが、前記関数が二次関数となる領域内の厚さであって、しかも前記関数が一次関数となる領域における前記積算誤差量の最低値以下の前記積算誤差量を有する範囲内の厚さに設定されていることを特徴とする。ここで、前記ダイヤフラムの厚さが前記関数の最小値をとる値以上に設定されていることが好ましい。

また、本発明に係るガス処理装置は、ガス供給部と、該ガス供給部から供給されるガスにより処理を行うガス処理室と、前記ガス供給部若しくは前記ガス処理室の排気経路と、前記ガス処理室若しくは前記排気経路の内圧を測定する上記のいずれかに記載の圧力計とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、ダイヤフラムに異物（例えば薄膜）が付着した場合でも、所定の圧力計測範囲において誤差の少ない出力値を得ることができる圧力計を構成できるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。ここで、以下に説明する実施形態は、図示しない成膜装置の成膜チャンバに取り付けて用いるための成膜装置用圧力計であるが、本発明はこのような圧力計に限らず、ダイヤフラムを備えた圧力計であれば如何なる圧力計にも適用できるものであり、特に、ダイヤフラムに異物が付着する可能性のある用途であれば如何なる用途であっても本実施形態と同様の効果を得ることができるものである。

［圧力計の構造］
図１は、本実施形態の圧力計１００の構造を模式的に示す概略断面図である。本実施形態の圧力計１００はダイヤフラム型圧力計であり、特に、キャパシタンスマノメータと呼ばれる静電容量の変化によりダイヤフラムの撓み量を検出することで、圧力を測定するタイプの圧力計である。

この圧力計１００では、基板１０１の片面にスペーサ１０２を介してダイヤフラム１０３が支持され、さらに、ダイヤフラム１０３に対してスペーサ１０４を介して蓋材１０５が配置されている。蓋材１０５には、ダイヤフラム１０３に向けて開口する開口部１０５ａが設けられている。ダイヤフラム１０３はＡｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、Ｙ_２Ｏ_３、サファイアなどのセラミックス（焼結材）や単結晶、多結晶、アモルファスなどの各種の無機材料（無機薄膜）、ステンレス鋼、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅなどの金属、シリコン、Ｇｅ、ＧａＡｓなどの半導体、その他、合成樹脂などの素材で構成できる。ダイヤフラム１０３の素材としては、通常、使用環境（使用温度や圧力計測範囲など）に適合したものが適宜に選定される。ダイヤフラム１０３の製造方法としては、焼結法、ＰＶＤ（物理的気相成膜）、ＣＶＤ（化学気相成膜）、プラズマ溶射法などが挙げられる。ここで、金属材料の場合は、加圧（プレス）、溶接、打ち抜きの順で加工される。

基板１０１とダイヤフラム１０３との間に画成される背後空間Ｓは基準圧力とされ、例えば、成膜装置などに使用される場合には高真空状態（すなわち絶対圧力がほぼ０）とされる。また、ダイヤフラム１０３の開口部１０５ａ側に構成される前方空間Ｔは、開口部１０５ａを介して圧力測定の対象空間に開口し、当該対象空間の圧力、すなわち外部圧力とされる。そして、ダイヤフラム１０３は、上記背後空間Ｓと前方空間Ｔとの間の圧力差に応じて撓むように構成されている。

ここで、圧力計１００の上記圧力検出部分の構成は、図示例に限定されるものではなく、ダイヤフラム１０３の両側の圧力差によってダイヤフラム１０３が撓むように構成されているものであれば、如何なる構造であっても構わない。

また、この圧力計１００においては、基板上に形成された電極１０６Ｘと、ダイヤフラム１０３上に形成された電極１０６Ｙとが上記背後空間Ｓを介して対向配置されている。そして、電極１０６Ｘの端子１０６Ｘａと、電極１０６Ｙの端子１０６Ｙａとの間の静電容量を測定回路１０６Ｚによって測定することにより、上記ダイヤフラム１０３の撓み量（最大撓み）に応じた出力Ｖｏを得ることができるように構成されている。

例えば、本実施形態の場合、測定回路１０６Ｚの出力電圧Ｖｏとダイヤフラム１０３の最大撓み（ダイヤフラムの中心点における撓み量）ωとの関係は、Ｖｏ＝Ｖｒｅｆ×Ｃｒｅｆ×ω×Ｇ／εＡ＝ｄ×ω×Ｇで表される。ここで、定数ｄ＝Ｖｒｅｆ×Ｃｒｅｆ／εＡとしてある。なお、Ｖｒｅｆは基準電圧、Ｃｒｅｆは基準容量、Ｇは増幅率（ゲイン）、εは電極１０６Ｘと１０６Ｙの間（背後空間Ｓ）の誘電率、Ａは電極１０６Ｘと１０６Ｙの対向面積である。

この圧力計１００では、上記開口部１０５ａにコネクタ１０７を介して測定アダプタ１０８を取り付けることができるようになっている。この測定アダプタ１０８内には、金属などで構成されたシールド板１０９が配置され、接続口１０８ａを成膜チャンバに接続したとき、成膜チャンバ内のプラズマをシールド板１０９によって遮断することができるように構成されている。

［圧力計の動作］
図２は、上記圧力計１００の検出構造を模式的に示す説明図である。図２（ａ）はダイヤフラム１０３の両側の圧力差が０のとき（例えば、上記背後空間Ｓが高真空状態であれば外部圧力が０のとき）の状態を示す。ここに外部から所定の圧力が加わり、ダイヤフラム１０３の両側の圧力差がＰｄになる（例えば、背後空間Ｓが高真空状態であれば外部圧力がＰｄになる）と、図２（ｂ）に示すように、ダイヤフラム１０３は背後空間Ｓ側に撓む。このときのダイヤフラム１０３の最大撓みωをωｄとする。

次に、上記の図２（ｂ）の状態でダイヤフラム１０３の表面上に開口部１０５ａを介して流入したガスなどにより、図２（ｃ）に示すように薄膜１１０が形成されたとする。その後、外部圧力が低下し、再びダイヤフラム１０３の両側の圧力差が０となると、ダイヤフラム１０３の最大撓みωも低下するが、上記図２（ａ）に示すように最大撓みωが０になることはなく、薄膜１１０の形成に起因する僅かな最大撓みωｘが残留し、これによって圧力計の出力Ｖｏに原点オフセットＶｘが生ずる。この原点オフセットＶｘは、薄膜１１０が圧力Ｐｄに対応する最大撓みωｄで撓んだ状態のダイヤフラム１０３の表面に形成されたものであるため、ダイヤフラム１０３の両側の圧力差が低下して最大撓みωが減少したときには、ダイヤフラム１０３が薄膜１１０から圧縮応力（残留応力）を受けることに起因している。

また、上記のようにダイヤフラム１０３上に薄膜１１０が形成されると、薄膜１１０の弾性特性やその形成範囲、厚さなどによって圧力変化に対するダイヤフラム１０３の撓み特性も初期状態に対して変化するため、圧力に対する感度も変化する。

上記の事項について、ダイヤフラム１０３の上記撓み量として最大撓み（ダイヤフラムの中心点における撓み量）ωを検出して出力値を得るように構成された圧力計の場合について詳述すると、以下のようになる。
初期状態（薄膜１１０が形成されていない状態）のダイヤフラムの最大撓みをω０（圧力Ｐの関数）としたとき、
（１） ω０＝ａ×Ｐ
が成立すると仮定する。ここで、ａは初期状態のダイヤフラム１０３の機械的特性によって定まる係数である。上記式（１）の関係の例は、図３の実線（初期特性）に示されている。ただし、出力Ｖｏ＝ｄ×ω０×Ｇ、Ｖｍａｘ＝ｄ×ω０×Ｐｍａｘである。ここで、ｄはダイヤフラムの撓み量の検出方法によって定まる係数、Ｇは増幅率（ゲイン）である。また、圧力計１００の圧力計測範囲をＰ＝０〜Ｐｍａｘとしてある。

一方、上記のように、ダイヤフラム１０３上に薄膜１１０が形成されたとき（成膜状態）のダイヤフラムの最大撓みをω１（圧力Ｐの関数）とすると、
（２） ω１＝ｂ×Ｐ＋ｃ
が成立すると仮定する。ここで、ｂは成膜状態のダイヤフラム１０３の機械的特性によって定まる係数、ｃは原点オフセットＶｘに対応する定数であり、上記の薄膜１１０を形成することによって生ずるダイヤフラム１０３の最大撓みωｘに等しい。上記式（２）の関係の例は、図３の一点鎖線（成膜後特性Ａ）及び点線（成膜後特性Ｂ）に示されている。上記の式（１）及び（２）では、いずれもダイヤフラムの最大撓みωと圧力Ｐ（ダイヤフラムの両側の圧力差）との関係が一次式で表されると仮定している。

上記のように仮定すると、初期状態のダイヤフラムと、成膜状態のダイヤフラムとの間の最大撓みの差│ω０−ω１│に基づく出力Ｖｏの誤差ΔＶは以下のように表される。
（３） ΔＶ＝ｄ×│ω０−ω１│×Ｇ

ここで、Ｖｍａｘ＝ｄ×ωｍａｘ×Ｇ、ωｍａｘ＝ａ×Ｐｍａｘとすると、Ｇ＝Ｖｏ／（ｄ×ω０）＝Ｖｏ／（ｄ×ａ×Ｐ）＝Ｖｍａｘ／（ｄ×ａ×Ｐｍａｘ）となるから、上記の誤差ΔＶを圧力計測範囲Ｐ＝０〜Ｐｍａｘで積分して得られる積算誤差量Ｘは、
（４） Ｘ＝ｄ×Ｇ×∫│ω０−ω１│×ｄＰ＝ｄ×Ｖｍａｘ／（ｄ×ａ×Ｐｍａｘ）×∫│ω０−ω１│×ｄＰ＝Ｖｍａｘ／（ａ×Ｐｍａｘ）×∫│（ａ−ｂ）×Ｐ−ｃ│×ｄＰ
となる。この積算誤差量Ｘの例は、図３の斜線領域の面積Ｓａ又はＳｂにて示される。

上記積算誤差量Ｘは、上記の圧力計測範囲においてダイヤフラムの初期状態と成膜状態の出力Ｖｏの誤差ΔＶの程度を示す指標として用いることができる。そして、この積算誤差量Ｘを小さくすることによって成膜による影響の少ない圧力計を得ることが可能になる。

図４はダイヤフラム１０３の形状を模式的に示す斜視図、図５はダイヤフラム１０３の中心Ｃｘの周りの微小扇形片１０３ｐの断面図である。図４に示すように、ダイヤフラム１０３（図示２点鎖線）を固定端Ｄｘの半径がｒ１で厚さがｔ１の円板（図示実線）と仮定し、このダイヤフラム１０３上に形成される薄膜１１０を半径ｒ２で厚さｔ２の円板と仮定する。このとき、ダイヤフラム１０３の中心Ｃｘの周りの微小角度ｄθを中心角とする微小扇形片１０３ｐを想定すると、この微小扇形片１０３ｐは、圧力Ｐに対応する応力を受ける梁とみなすことができる。

ここで、図５に示すように、薄膜１１０が形成されたことによって微小扇形片１０３ｐの作用点Ｃｚ（ダイヤフラム１０３における薄膜１１０の外縁位置に相当する、中心Ｃｘから半径方向外側に向けてｒ２の距離にある点）に対して半径方向内側に圧縮応力（残留応力）Ｆｆが加わっているとする。すると、微小扇形片１０３ｐには作用点Ｃｚを中心とする曲げモーメントＭｆが生ずる。そして、この微小扇形片１０３ｐに関して薄膜１１０の形成により発生する最大撓み（すなわち中心Ｃｘでの撓み量）ｄωｘ／ｄθと厚さｔ１との関係は、圧力Ｐにより生ずる応力に起因する曲げモーメントと上記薄膜の形成により生ずる圧縮応力Ｆｆに起因する曲げモーメントＭｆとの釣り合い条件や、微小扇形片１０３ｐにおいては自由滑動端である上記中心Ｃｘや固定端であるＤｘの境界条件に基づいて計算を行うことにより、以下の近似式（５）のように表される。ここで、薄膜１１０による撓み特性への寄与分は圧縮応力Ｆｆにて代表して示すこととし、薄膜１１０の機械的特性や厚さｔ２による寄与分は、厚さｔ１>>ｔ２であるために無視してある。例えば、最大測定圧力Ｐｍａｘ＝１〜１０ｔｏｒｒ程度の圧力計では、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１は５０〜２００μｍ程度であるのに対して、上記薄膜１１０の厚さｔ２は高々０．１〜５μｍ程度であるから、このような近似でも問題はない。
（５） ｄωｘ／ｄθ＝（６Ｆｆｌｏｇ│ｒ２│−６Ｆｆｌｏｇ│ｒ１│）／（Ｅ×ｔ１^２×ｄθ）
ここで、Ｅはダイヤフラム１０３の弾性係数である。そして、上記微小扇形片１０３ｐを中心角ｄθに関して積分することによって、薄膜１１０の形成に起因するダイヤフラム１０３の最大撓みωｘが以下のように導出される。
（６） ωｘ＝∫（ｄωｘ／ｄθ）×ｄθ＝（６Ｆｆｌｏｇ│ｒ２│−６Ｆｆｌｏｇ│ｒ１│）／（Ｅ×ｔ１^２）
この式（６）により、ダイヤフラム１０３の原点オフセットＶｘ＝ｄ×ωｘ×Ｇは、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１の２乗に反比例することがわかる。

図６には、有限要素法を用いて算出した原点オフセット量Ｖｘと、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１との関係、Ｖｘ＝０．００３８×ｔ１^{−１．９９０６}を示す。ここで、上記ｒ１＝１５ｍｍ、ｒ２＝５ｍｍとし、ダイヤフラム１０３の質量密度は３．８２×１０^−５［Ｎ／ｍｍ^３］、ヤング率は３．５×１０^５［Ｎ／ｍｍ^２］、ポアソン比は０．２３を用いた。また、Ｐｍａｘ＝１０［ｔｏｒｒ］、Ｖｍａｘ＝１０［Ｖ］としてある。この結果は、上記の式（６）とよく整合している。上記の有限要素法による計算は、構造解析用コンピュータプログラムＰｒｏ／Ｍｅｃｈａｎｉｃａ ２０００ｉ（商標、商品名：ＰＴＣ（パラメトリック・テクノロジー・コーポレーション）社製）を用いた。このコンピュータプログラムでは、形状モデリング、材料定義、拘束条件設定、荷重条件設定、解析セット設定、要素の作成などによって準備されるモデル構造に基づいて有限要素法により構造解析を行うことができる。すなわち、この場合には、ダイヤフラム１０３のモデル構造、材料定数、内部応力及び外部応力の値、並びに、拘束条件の設定を行うことによって、ダイヤフラム１０３の応力変形を求めることができる。

次に、上記式（４）にて定義した積算誤差量Ｘを図４に示す円板型のダイヤフラム１０３に対して求めてみる。上記の円板型のダイヤフラム１０３において、圧力Ｐが作用したときの最大撓みω０を示す上記式（１）の係数ａは一般に[ｒ１^４／（κ×ｔ１^３）]で表される。すなわち、上記式（１）は、
（７） ω０＝Ｐ×ｒ１^４／（κ×ｔ１^３）
となる。κはダイヤフラムの機械的特性によって定まる定数である。この式（７）は、最大撓みω０が[ｒ１^４／（κ×ｔ１^３）]を比例係数とする圧力Ｐの一次関数で表されることを示しているが、ダイヤフラム１０３に薄膜１１０が形成されると厚さｔ１が実質的に変化することになるので、上記比例係数は薄膜１１０の有無によって変化することがわかる。

ここで、式（１）の係数をａ＝ｒ１^４／（κ×ｔ１^３）＝ｇ／ｔ１^３とし、式（２）の係数をｂ＝ｈ／ｔ１^３とし、また、上記式（６）の結果を用いて上記式（２）の定数をｃ＝ｊ／ｔ１^２とした上で、上記式（４）と（７）を用いると、
（８） Ｘ＝Ｖｍａｘ×ｔ１^３／（ｇ×Ｐｍａｘ）×∫│（ｇ−ｈ）×Ｐ／ｔ１^３−ｊ／ｔ１^２│×ｄＰ＝Ｖｍａｘ／（ｇ×Ｐｍａｘ）×∫│（ｇ−ｈ）×Ｐ−ｊ×ｔ１│×ｄＰ
となる。
このとき、０≦ｊ×ｔ１／（ｇ−ｈ）≦Ｐｍａｘのときには、
（９） Ｘ＝Ｖｍａｘ／（ｇ×Ｐｍａｘ）×{（ｇ−ｈ）×Ｐｍａｘ^２／２−ｊ×ｔ１×Ｐｍａｘ＋ｊ^２×ｔ１^２／（ｇ−ｈ）}
となり、
また、Ｐｍａｘ≦ｊ×ｔ１／（ｇ−ｈ）のときには、
（１０） Ｘ＝Ｖｍａｘ／（ｇ×Ｐｍａｘ）×{ｊ×ｔ１×Ｐｍａｘ−（ｇ−ｈ）×Ｐｍａｘ ^２ ／２}
となる。

上記の式（９）は積算誤差量Ｘがダイヤフラムの厚さｔ１の二次関数であることを示す。ここで、ダイヤフラム１０３上に薄膜１１０が形成された場合にはダイヤフラム１０３の剛性が増大するためにｇ>ｈとなるから、積算誤差量Ｘは上に開いた二次曲線となり、最小値をとることがわかる。一方、式（１０）は積算誤差量Ｘがダイヤフラムの厚さｔ１の一次関数であることを示している。すなわち、ｔ１≦（ｇ−ｈ）×Ｐｍａｘ／ｊの領域では積算誤差量Ｘは厚さｔ１の二次関数であり、ｔ１≧（ｇ−ｈ）×Ｐｍａｘ／ｊの領域では積算誤差量Ｘは厚さｔ１の一次関数である。したがって、積算誤差量Ｘは、厚さｔ１が（ｇ−ｈ）×Ｐｍａｘ／ｊである境界の両側でダイヤフラムの厚さｔ１に関して異なる依存性を備えている。

以上のように表される積算誤差量Ｘを実際の圧力計について試算した結果を示すものが図７である。図７に示す結果は、ダイヤフラム１０３の素材としてアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を用い、その質量密度として３．８２×１０^−５［Ｎ／ｍｍ^３］、ヤング率として３．５×１０^５[Ｎ／ｍｍ^２]、ポアソン比として０．２３を用いて計算した結果である。また、ｒ１＝１５ｍｍ、ｒ２＝５ｍｍ、Ｐｍａｘ＝１０［ｔｏｒｒ］、Ｖｍａｘ＝１０［Ｖ］とした。この計算においても、上記の構造解析用コンピュータプログラムを利用した。

上記の計算においては、ダイヤフラム１０３の密度、弾性係数及び形状寸法によって上記の係数ｇを求めることができ、また、ダイヤフラム１０３上に所定の素材で所定の厚さに薄膜１１０が形成されたときの薄膜１１０の成膜に起因するダイヤフラム１１０の最大撓みωｘを測定すれば、この最大撓みωｘから式（６）を用いて薄膜１１０によりダイヤフラム１０３に及ぼされる圧縮応力Ｆｆを求めることができる。そして、この圧縮応力Ｆｆを用いて上記式（２）の係数ｈ及びｊを求めることができる。そして、これらを元に上記式（９）及び（１０）を計算することで、積算誤差量Ｘをダイヤフラムの厚さｔ１の関数として求めることができる。

なお、上記の方法の代わりに、係数ｇ、ｈ及びｊ（或いは、ａ、ｂ及びｃ）を全て実験によって定めた上で、上記式（９）及び（１０）を用いて積算誤差量Ｘを求めてもよい。また、上記のように最大撓みωｘを測定する代わりに、薄膜１１０の機械的特性（弾性係数など）や厚さを設定して計算を行うことによって、上記の係数ｈ及びｊを求めてもよい。

ここで、上記の計算過程において、薄膜１１０によるダイヤフラム１０３の撓み特性への影響を示すパラメータ（上記のｈ及びｊ或いはｂ及びｃ）は、実際に用いられるときの状況（例えば実際に用いられる成膜装置への接続）によってダイヤフラム１０３に形成される薄膜の素材や厚さを基準として設定されることが好ましい。例えば、圧力計１００を使用する成膜回数をＮ回としたとき、Ｎ回の成膜処理によって圧力計１００のダイヤフラム１０３に堆積する薄膜の厚さを予め実験などによって測定しておき、この厚さの薄膜を基準として上記パラメータを決定することが好ましい。

この計算例では、図７に示すように、ダイヤフラムの厚さｔ１が約０．１ｍｍの境界領域の値以下である領域では積算誤差量Ｘは厚さｔ１の二次関数になり、また、厚さｔ１が約０．１ｍｍの境界領域の値以上である領域では積算誤差量Ｘは厚さｔ１の一次関数になる。したがって、この結果は、（ｇ−ｈ）×Ｐｍａｘ／ｊが約０．１ｍｍとなる場合の上記式（９）及び（１０）が示す特性とよく整合している。

本実施形態において圧力計を製造する場合には、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１を、図７に示す積算誤差量Ｘが所定の許容値Ｘｓ以下になる範囲Ａ内の厚さに設定する。すなわち、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１を、上記の許容値Ｘｓ以下の積算誤差量Ｘを有する範囲Ａ内の厚さ、より具体的には積算誤差量ＸがＸｍｉｎ以上Ｘｓ以下である厚さｔａ〜ｔｂ内の値に設定する。ここで、許容値Ｘｓは、例えば、積算誤差量Ｘの最小値Ｘｍｉｎを基準として、当該Ｘｍｉｎの５倍以下であることが好ましく、特にＸｍｉｎの３倍以下とすることが望ましい。このようにすることによって、薄膜１１０がダイヤフラム１０３上に形成された場合でも測定誤差の少ない圧力計を構成することができる。

また、図６に示すように、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１が大きい方が原点オフセットＶｘは小さくなるので、原点オフセットＶｘを極力小さくするために、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１を、上記積算誤差量Ｘの最小値Ｘｍｉｎが得られるダイヤフラムの厚さｔｍｉｎ以上で、かつ、上記許容値Ｘｓの積算誤差量Ｘが得られるダイヤフラムの厚さｔｂ以下である範囲Ｂ内に設定することが望ましい。ここで、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１を上記積算誤差量Ｘの最小値Ｘｍｉｎに対応する厚さｔｍｉｎに設定することがより望ましいことはもちろんである。

一方、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１を別の方法で設定することもできる。上記のように、積算誤差量Ｘは、図７に示す厚さｔｃｕ＝（ｇ−ｈ）×Ｐｍａｘ／ｊを境界として、厚さｔ１が境界厚さｔｃｕよりも小さい領域では二次関数となり、厚さｔ１が境界厚さｔｃｕよりも大きい領域では一次関数となる。そこで、ダイヤフラムの厚さｔ１を、積算誤差量Ｘが二次関数となる領域内の厚さであって、積算誤差量Ｘが一次関数である領域の最低値、すなわち上記境界厚さｔｃｕにおける積算誤差量Ｘｔ以下になる範囲Ｃ内の厚さ、すなわち、図７に示すｔｃｄ以上ｔｃｕ以下の厚さに設定する。このようにすると、従来よりも積算誤差量Ｘが小さい圧力計を構成することができる。

この範囲Ｃ内においても、上記と同様に、図６に示すようにダイヤフラムの厚さｔ１が大きい方が原点オフセットＶｘを小さくする上で好ましいため、ダイヤフラムの厚さｔ１を上記積算誤差量Ｘの最小値Ｘｍｉｎに対応する厚さｔｍｉｎ以上に設定する、すなわち、厚さｔ１を図７に示すｔｍｉｎ以上ｔｃｕ以下の範囲Ｄ内に設定することが望ましい。この場合にも、ダイヤフラム１０３の厚さｔ１を上記積算誤差量Ｘの最小値Ｘｍｉｎに対応する厚さｔｍｉｎに設定することがより望ましいことはもちろんである。

なお、本実施形態と従来技術との関係を明らかにするために、本実施形態と同方式のキャパシタンスマノメータの従来品の一例を挙げると、測定範囲が０〜１０ｔｏｒｒ（上記のＰｍａｘ＝１０ｔｏｒｒ）のセラミックスキャパシタンスマノメータ（ダイヤフラムがアルミナで構成されたもの）では、ダイヤフラムの厚さは０．１５ｍｍ以上であり、例えば、図６及び図７で示すＹ点に相当する。このＹ点は、上記の範囲Ａ〜Ｄのいずれにも含まれていない。

次に、図８を参照して、本実施形態に係る製造方法の一例を具体的に説明する。本実施形態では、まず、ステップＳ１において圧力計の主要な構成条件や使用条件を設定する。このステップＳ１では、例えば、圧力計の圧力測定範囲、ダイヤフラムを構成する素材の弾性特性（例えば、ヤング率やポアソン比など）、ダイヤフラムの形状寸法のうちの一部（例えば、上記の半径ｒ１）、ダイヤフラムへの成膜範囲（例えば、上記の半径ｒ２）、ダイヤフラム上の成膜量（例えば、上記の厚さｔ２）などを設定する。すなわち、このステップＳ１では、次のステップＳ２で設定する圧力計のモデル化に基づいて行う計算のパラメータを設定する。

次のステップＳ２においては、圧力計のモデル化を行う。このステップＳ２では、上記ステップＳ１にて設定したパラメータを用いる計算モデルを構成する。この計算モデルは、上記の例では図４及び図５に示すようなダイヤフラムの抽象化乃至簡易化のプロセスを含む。このステップは、上記の例では、式（１）〜（１０）で示される計算モデルの構成を設定する段階である。ただし、予め設定された複数の計算モデルのうちの一つを選択するようにしてもよい。また、既に計算モデルが設定されている場合には、このステップＳ２においては実質的に何も行わなくても構わない。上記のステップＳ１とこのステップＳ２は上記の条件設定ステップを構成する。

次のステップＳ３においては、上記の計算モデルに従ってダイヤフラムの形状寸法と撓み量の関係を導出する。このステップＳ３は、上記の例では式（６）を計算し、例えば、図６に示す関係、すなわち、ダイヤフラムの厚さと原点オフセットＶｘとの関係を導出する段階に相当する。また、ステップＳ４においては、上記の計算モデルに従ってダイヤフラムの形状寸法と積算誤差量との関係を導出する。このステップＳ４は、上記の例では式（９）及び（１０）を計算し、ダイヤフラムの厚さと積算誤差量との関係を導出する段階に相当する。これらのステップＳ３とＳ４は上記の関係導出ステップを構成する。ここで、上記のステップＳ３を実行せず、ステップＳ４のみを実行してもよい。

これらのステップＳ３及びＳ４は、上記の構造解析用コンピュータプログラムを用いて成膜状態のダイヤフラムの圧力依存特性（例えば、上記の式（２）に相当する特性）を算出し、この特性に基づいて上記関係（例えば、上記の式（６）或いは（９）及び（１０）に相当する関係）を示す計算結果を得ることができる。このとき、上記の構造解析用コンピュータプログラムの形状モデリング工程及び拘束条件設定の各工程において、上記ステップＳ２で決定されたモデル構造を指定し、また、上記プログラムの材料定義及び荷重条件設定の各工程において、上記ステップＳ１で決定された材料定数や応力などのパラメータの値を入力する。

例えば、上記の構造解析用プログラムでは、最初に、形状モデリング工程として、座標点や面情報などを入力し、成膜状態のダイヤフラムの３次元の構造モデルを形成する。次に、薄膜から受ける応力（荷重）値或いは原点オフセット量の設定、ダイヤフラムの材料定数（ヤング率、ポアソン比、密度など）の設定、上記構造モデルの拘束部位（上記例ではダイヤフラムの外縁部）を選択することなどにより拘束条件の設定を、選択操作や入力操作により行う。これらを行うことによって、応力変形問題の解析、すなわち上記構造モデルに対して測定すべき圧力に相当する所定の応力（荷重）が加わったときの上記構造モデルの変形状態の３次元的な計算ができるようになる。そして、この結果を用いて、上記構造モデルの圧力依存性、すなわち、成膜状態のダイヤフラムによる圧力計の出力特性を求めることができる。

この関係導出ステップにおいて、上記の例では、ダイヤフラムの形状寸法のうちの厚さを変数として計算を実行している。これは、上記の例では、条件設定ステップ（ステップＳ１，Ｓ２）において前提条件のうちの一つとしてダイヤフラムの平面形状（外径）を設定しているため、ダイヤフラムの形状寸法のうち関係導出ステップにおいて変数となるのは厚さのみだからである。したがって、例えば、条件設定ステップにおいてダイヤフラムの厚さを前提条件の一つとして設定する場合には、この関係導出ステップにおいてダイヤフラムの外径を変数として上記の関係を導出することも可能である。

次のステップＳ５においては、上記の関係に応じてダイヤフラムの形状寸法を選定する。例えば、上記の例であれば、ダイヤフラムの厚さを選定する。このステップＳ５は、上記の形状寸法選定ステップを構成する。この形状寸法選定ステップは、上記の例の場合、図６及び図７に示す関係に応じてダイヤフラムの好適な厚さ範囲を確定し、この範囲内の厚さを選択する段階に相当する。このダイヤフラムの形状寸法の選定が終了すると、次のステップＳ６において圧力計が製造される。そして、以下に説明する各ガス処理装置に対して取り付け（ガス処理室若しくは排気経路に対する接続）が行われる。

ここで、上記の例とは異なり、薄膜を構成する素材の機械的特性を考慮する場合には、上記のステップＳ１において薄膜素材の弾性特性（例えば、ヤング率やポアソン比など）をも設定する。また、薄膜によるダイヤフラムへの影響をより高精度に計算に組み込む場合には、薄膜やダイヤフラムの熱膨張係数、薄膜とダイヤフラムとの間の密着係数などを設定する必要もある。この場合には、上記のステップＳ３，Ｓ４の計算もまたより高精度なものとする必要がある。このようなより詳細なモデルにて計算を実行する方法としては、例えば、日本マーク社（或いは、MSC.Software Corporation）製の「ＭＡＲＣ（商標）」という有限要素法解析プログラムを用いる方法が挙げられる。

最後に、上記圧力計を備えたガス処理装置の実施形態について説明する。図９に示すガス処理装置１０はプラズマエッチングシステムを構成するものである。このガス処理装置１０には、チャンバ１１と、チャンバ１１のガス導入口１１ａにエッチングガス（例えば、Ｃｌ_２、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、Ａｒなど）を導入するガス供給部１０Ａと、チャンバ１１の排気口１１ｃに接続され、チャンバ１１内を排気する排気装置１０Ｂとを備えている。チャンバ１１の上記ガス導入口１１ａの内側には上部電極１２が設置され、この上部電極１２には電源１３により高周波電力が印加される。ガス導入口１１ａに供給されたエッチングガスは上部電極１２のガス通過孔を通過することにより活性化され、チャンバ１１の内部へと導入される。チャンバ１１には開閉可能なゲートバルブなどを備えた給材口１１ｂが設けられている。チャンバ１１の内部にはサセプタ（載置台）１４が配置され、このサセプタ１４には電源１５により高周波電力が印加される。また、サセプタ１４上には被処理物（半導体ウエハなど）Ｗを吸着保持するための静電チャック１６が配備され、この静電チャック１６は直流電源１７による給電により動作するように構成されている。なお、サセプタ１４上に配置される被処理物Ｗを冷却するための冷却用ガスを供給するガス供給源１８と、被処理物Ｗを吸着保持するための吸引装置１９とが設けられている。また、サセプタ１４は冷却水などの冷媒を通過させることなどにより冷却されていることが好ましい。

この実施形態のガス処理装置１０では、チャンバ１１の壁面にポート（開口部）１１ｄが設けられ、このポート１１ｄを介して上記の圧力計１００がチャンバ１１の内部に接続され、この圧力計１００によりチャンバ１１の内圧を測定できるようになっている。また、通常、圧力計１００によって検出された圧力検出値に基づいて排気口１１ｃと排気装置１０Ｂとの間に設けられた図示しない流量制御弁などを動作させることによりチャンバ１１の内圧を制御できるように構成される。このガス処理装置１０では、エッチングガスの活性種により被処理物Ｗがエッチングされるが、この際において、被エッチング材料がポート１１ｄを介して圧力計１００の内部に配置されたダイヤフラムの表面に成膜される可能性がある。したがって、予めガス処理装置１０のメンテナンスサイクル（すなわち圧力計１００のダイヤフラムを清掃若しくは交換するサイクル）を設定し、このサイクルにおいて成膜される薄膜の厚さや圧力計測範囲などに応じて上記の条件設定ステップを実行し、このステップで設定された前提条件に基づいて上記の関係導出ステップを実行し、このステップで導出された関係に基づいてダイヤフラムの形状寸法（例えば厚さ）を選定する。このようにすることで、圧力計１００による圧力検出誤差を最小限に抑制することができる。また、チャンバ１１の内圧を高精度に制御することも可能になる。

図１０には、別のガス処理装置２０の概略構造を示す。このガス処理装置２０は、プラズマＣＶＤ装置若しくは熱ＣＶＤ装置として用いることができるものである。このガス処理装置２０には、チャンバ２１と、このチャンバ２１にガスを供給するガス供給部２０Ａと、チャンバ２１内を排気する排気装置２０Ｂとが設けられている。チャンバ２１の壁面の一部にはガス導入部（シャワーヘッド）２２が構成されている。このガス導入部２２には上記ガス供給部２０Ａから供給されたガス（例えばガス供給管２０ｘを通じて供給されるＴｉＣｌ_４などの金属化合物や有機金属化合物その他の原料ガス及びガス供給管２０ｙを通じて供給されるＮＨ_３などの反応ガス）が導入され、ガス導入部２２に設けられた多数の細孔からチャンバ２１の内部へと放出される。ここで、ガス導入部２２には整合器（マッチング回路）２２Ｓを介して電源２２Ｔにより高周波電力が印加される。また、ガス導入部２２はヒータなどの加熱手段２２Ｈにより加熱される。なお、ヒータ電源２２Ｊは加熱手段２２Ｈに電力を供給するものである。

チャンバ２１の内部にはサセプタ（載置台）２３が配置され、このサセプタ２３上に被処理物Ｗが配置される。このサセプタ２３はヒータなどの加熱手段２３Ｈにより加熱される。ヒータ電源２３Ｊは加熱手段２３Ｈに電力を供給するものである。また、サセプタ２３にはゲートを介して搬送された被処理物Ｗをサセプタ２３の表面上へリフトアップさせるためのリフタピン２３Ｐが設けられ、このリフタピン２３Ｐは駆動部材２４を介したモータなどの駆動装置２５による駆動によりサセプタ２３の載置面より出没動作するように構成されている。さらに、チャンバ２１にはゲートバルブなどの開閉機構を備えた給材口２１ｂが設けられている。なお、このガス処理装置２０においては、上記電源２２Ｔによりガス導入部２２に対して高周波電力を印加する場合にはプラズマＣＶＤ装置として用いることができ、高周波電力を印加しない場合には熱ＣＶＤ装置として用いることができるように構成されている。

このガス処理装置２０のチャンバ２１にはポート２１ｄが設けられ、このポート２１ｄに上記の圧力計１００が接続され、圧力計１００によってチャンバ２１の内圧を測定できるようになっている。また、通常、圧力計１００によって検出された圧力検出値に基づいて排気口２１ｃと排気装置２０Ｂとの間に設けられた図示しない圧力制御弁などを動作させることによりチャンバ２１の内圧を制御できるように構成される。このガス処理装置２０においては、被処理物Ｗに対して成膜処理を行う際にポート２１ｄを介して圧力計１００の内部にも成膜が行われることから、この成膜による圧力測定への影響を低減するために上記のガス処理装置１０と同様に本発明を適用する。これによって圧力計１００の圧力検出誤差を抑制することができる。また、チャンバ２１の内圧を高精度に制御することで良好な成膜制御が可能になる。

図１１には、異なるガス処理装置３０の概略構成を示す。このガス処理装置３０は、ＬＰ−ＣＶＤ（低圧ＣＶＤ）装置として用いることができるものである。ガス処理装置３０には、石英やＳｉＣなどで構成された外筒３１と、この外筒３１の内部に配置された内筒３２とを有し、内筒３２の内部に被処理物Ｗを載置するボート及び保温筒を備えたキャリア３３が配置されている。外筒３１の外側にはヒータなどで構成される加熱手段３４が配置されている。内筒３２の内部には、ガス供給部３０Ａから供給されるガスがガス導入管３５を経て導入される。内筒３２に導入されたガスは内筒３２に設けられた多数のガス排出孔を経て外筒３１と内筒３２の間の空間に導出され、さらにガス導入口３１ｃから排気管３６に排出されるように構成されている。排気管３６は排気トラップ３７及びバルブ（圧力制御弁）３８などを経て排気装置３０Ｂに接続されている。

排気管３６にはポート３６ｄが形成され、このポート３６ｄを介して圧力計１００が排気管３６に接続され、これによって圧力計１００により排気管３６の内圧を測定できるようになっている。また、通常、圧力計１００によって検出された圧力検出値に基づいて上記の圧力制御弁３８などを動作させることにより排気管３６或いは外筒３１の内圧を制御できるように構成される。この圧力計１００には、排気管３６内を流れる排気ガスによってダイヤフラム上に薄膜が成膜されることから、この成膜による影響を低減するために上記ガス処理装置１０と同様に本発明を適用する。これによって圧力計１００の圧力検出誤差を抑制することができる。また、外筒３１の内圧を高精度に制御することで良好な成膜制御が可能になる。

図１２には、さらに異なるガス処理装置４０の概略構成を示す。このガス処理装置４０は、ＩＣＰ（誘導結合型）プラズマ装置を構成することができるものである。ガス処理装置４０においては、容器４１と、この容器４１の上部を覆うように配置された石英などで構成されるベルジャー４２とによってチャンバが構成されている。ベルジャー４２の外周には誘導コイル４２Ｅが形成され、この誘導コイル４２Ｅには電源４２Ｔにより整合器（マッチング回路）４２Ｓを介して高周波電力が印加される。ガス供給部４０Ａから供給されるガスは、チャンバの一部（容器４１とベルジャー４２の間の部分）に設けられたガス導入部４１ｘを介して導入される。容器４１にはゲートバルブなどの開閉機構を備えた給材口４１ｂが設けられている。

チャンバ内には、被処理物Ｗを載置するためのサセプタ（載置台）４３が配置されている。サセプタ４３はヒータなどの加熱手段４３Ｈによって加熱されるように構成され、この加熱手段４３Ｈはヒータ電源４３Ｊから電力の供給を受けるようになっている。また、サセプタ４３内には下部電極が配置され、ここに電源４３Ｔにより整合器（マッチング回路）４３Ｓを介して高周波電力が供給される。さらに、チャンバの上記下部電極と対向する壁面（ベルジャー４２の上壁部）の外面上には接地された対向電極４２Ｇが配置されている。この対向電極４２Ｇはチャンバ内に形成される斜め電界による悪影響やプラズマの点火不良などを防止するものである。チャンバの排気口４１ｃには排気装置２０Ｂが接続されている。

このガス処理装置４０においても、チャンバ（容器４１）の壁面にポート４１ｄが形成され、このポート４１ｄを介して圧力計１００がチャンバに接続され、圧力計１００によってチャンバの内圧を測定できるようになっている。また、通常、圧力計１００によって検出された圧力検出値に基づいて排気口４１ｃと排気装置４０Ｂとの間に設けられた図示しない圧力制御弁などを動作させることによりチャンバの内圧を制御できるように構成される。この圧力計１００には、チャンバ内にエッチングされた被着物等がダイヤフラム上に付着することから、この付着物による影響を低減するために上記ガス処理装置１０と同様に本発明を適用する。これによって圧力計１００の圧力検出誤差を抑制することができる。また、チャンバの内圧を高精度に制御することで良好なエッチング制御が可能になる。

尚、本発明の圧力計の製造方法は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では圧力計の一例としてキャパシタンスマノメータを挙げたが、本発明はキャパシタンスマノメータに限らず、ダイヤフラムの撓み量を検出して圧力を測定するダイヤフラム型圧力計であれば、如何なる形式のものに対しても適用可能である。また、本発明に係るガス処理装置及びその製造方法の対象となるガス処理装置としては、上記実施形態に示されたものに限らず、接続された圧力計のダイヤフラム上に異物が付着される可能性のあるものであれば、如何なるガス処理装置であっても構わない。

実施形態の圧力計の構造を示す概略構成図。 実施形態の圧力計の動作状態について初期状態と成膜状態を対比する形で示す概略説明図（ａ）〜（ｄ）。 実施形態の圧力計における出力特性を示すグラフ。 実施形態のダイヤフラムの形状寸法を示すモデル図。 実施形態のダイヤフラムのモデルにて想定した微小扇形片の断面構造とパラメータとの関係を示す説明図。 有限要素法を用いて算出した実施形態の原点オフセット量ΔＶとダイヤフラムの厚さｔ１との関係を示すグラフ。 実施形態の計算により求めた積算誤差量Ｘとダイヤフラムの厚さｔ１との関係を示すグラフ。 圧力計の製造方法の実施形態の手順を示す概略フローチャート。 ガス処理装置の実施形態の概略構成を示す概略断面図。 ガス処理装置の別の実施形態の概略構成を示す概略断面図。 ガス処理装置の異なる実施形態の概略構成を示す概略断面図。 ガス処理装置のさらに異なる実施形態の概略構成を示す概略断面図。

符号の説明

１００…圧力計、１０１…基板、１０３…ダイヤフラム、１０３ｐ…微小扇形片、１０６Ｘ、１０６Ｙ…電極、１０６Ｚ…測定回路、１１０…薄膜、Ｐ…測定圧力、ω…ダイヤフラムの最大撓み、ｔ１…ダイヤフラムの厚さ、ｔ２…薄膜の厚さ、ｒ１…ダイヤフラムの実効半径、ｒ２…薄膜の半径、ωｘ…薄膜形成に起因するダイヤフラムの最大撓み、Ｖｏ…出力値、Ｖｘ…原点オフセット、Ｇ…増幅率、Ｖｍａｘ…最大出力値、Ｐｍａｘ…最大測定圧力、１０〜４０…ガス処理装置、１０Ａ，２０Ａ，３０Ａ，４０Ａ…ガス供給部、１０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ，４０Ｂ…排気装置、１１，２１，３１…チャンバ、１１ｄ、２１ｄ、３６ｄ、４１ｄ…ポート、３６…排気管

Claims (7)

1. ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの撓みを検出する手段とを有する圧力計の製造方法であって、
   前記ダイヤフラムへの成膜状態による前記ダイヤフラムに対する影響を反映する前提条件を設定する条件設定ステップと、
   前記前提条件をモデル化された前記ダイヤフラムの構成に適用することにより、初期状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値に対する成膜状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値の誤差若しくはこれに関連する量と、前記ダイヤフラムの形状寸法との関係を導く関係導出ステップと、
   前記関係に基づいて前記ダイヤフラムの形状寸法を選定する形状寸法選定ステップと、
   を具備することを特徴とする圧力計の製造方法。
2. 前記前提条件には、前記ダイヤフラムの機械的性質を反映する値と、ダイヤフラムへの成膜状態を反映する値とが含まれることを特徴とする請求項１に記載の圧力計の製造方法。
3. 前記前提条件には前記圧力計の圧力計測範囲が含まれ、
   前記誤差若しくはこれに関連する量は、前記誤差を前記圧力計測範囲に亘って積算してなる積算誤差量であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力計の製造方法。
4. ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの撓みを検出する手段とを有する圧力計の製造方法であって、
   初期状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値に対する成膜状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値の誤差を所定の圧力計測範囲に亘って積算することにより積算誤差量を導出し、前記ダイヤフラムの厚さを、前記積算誤差量が所定の許容値以下となる厚さに設定することを特徴とする圧力計の製造方法。
5. ダイヤフラムと、該ダイヤフラムの撓みを検出する手段とを有する圧力計の製造方法であって、
   初期状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値に対する成膜状態の前記ダイヤフラムにより検出された出力値の誤差を所定の圧力計測範囲に亘って積算することにより導出した積算誤差量を前記ダイヤフラムの厚さを変数とする関数として表現し、前記ダイヤフラムの厚さを、前記関数が二次関数となる領域内の厚さであって、しかも前記関数が一次関数となる領域における前記積算誤差量の最低値以下の前記積算誤差量を有する範囲内の厚さに設定することを特徴とする圧力計の製造方法。
6. 前記ダイヤフラムの厚さを、前記積算誤差量が最小値をとる厚さ以上とすることを特徴とする請求項４又は５に記載の圧力計の製造方法。
7. ガス供給部と、該ガス供給部から供給されるガスにより処理を行うガス処理室と、前記ガス供給部若しくは前記ガス処理室の排気経路と、前記ガス処理室若しくは前記排気経路の内圧を測定する圧力計とを具備するガス処理装置の製造方法であって、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の圧力計の製造方法を用いて前記圧力計を製造し、
   前記圧力計を前記ガス処理室若しくは前記排気経路に接続することを特徴とするガス処理装置の製造方法。

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